CN113745140A - 晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆转移机械臂，包括：机械臂本体；以及设置于机械臂上的晶圆水平承托装置，晶圆水平承托装置包括驱动机构和至少一个托爪盘，托爪盘上设置有两个托爪组，两托爪组均包括至少一个托爪块，驱动机构与至少一个托爪组连接，以驱动一托爪组相对另一托爪组移动，并形成用于容纳并承托晶圆的收容空间。本发明通过机械臂本体和晶圆水平承托装置相配合，实现对水平状态晶圆平稳、高效地取放、转移；进一步地，晶圆水平承托装置通过驱动机构驱动托爪组形成多种用于容纳并承托晶圆的收容空间，进而适宜不同状态或尺寸的晶圆，并且阶梯状托爪块，实现了在同一托爪块区分承托不同状态晶圆，提高了空间利用率。

Description

晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法。
背景技术
在半导体行业内，晶圆在某些制程工艺前后，会有清洗或者蚀刻的需求。在这些工艺设备里，晶圆片在工艺前后会有脏片和干净片的区分。为了避免干净片不被污染，需要将脏片和干净片分开搬运。
在现有的机械手臂技术里，最常用的是单臂单爪的设计。这种应用在搬运晶圆时，因为只有一个抓爪对晶圆实现抓取，那么脏片会污染抓爪上的托爪，从而导致该抓爪在搬运干净片时，干净片会因接触到此托爪而被污染，影响后续流程的进行。同时，单爪设计一次只能进行一片晶圆的搬运，导致整批25片晶圆搬运流程费时较多，严重制约了工艺流程的效率，同时重复操作过于频繁，对于机构件来说，也面临磨损和使用寿命的问题。
为了解决交叉污染问题，现有技术里，也有采用单臂双爪，或者是双臂双爪的设计。脏片和干净片分别采用不同抓爪取放，解决了交叉污染问题。然而，单臂双爪设计所需要的平面工作空间几乎是双臂双爪设计的2倍，而双臂双爪同样一次只能进行一片晶圆搬运，搬运效率有限。
为节省平面工作空间，现有技术里也有采用多层叠加抓爪设计，以增加晶圆片的搬运效率。但是现有设计的叠加结构基本都是采用逐片抓爪层叠的结构，由于是片片叠加，如果需要更换其中的一片抓爪时，需要逐层拆掉上面所有的抓爪才能实现。组装时，每片抓爪之间的平行度和水平度调整互相影响，整个操作过程繁琐费时。
因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案，以至少解决其中一个问题。
发明内容
本发明旨在提供一种晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种晶圆转移机械臂，包括：
机械臂本体；以及
设置于所述机械臂上的晶圆水平承托装置，所述晶圆水平承托装置包括驱动机构和至少一个托爪盘，所述托爪盘上设置有两个托爪组，两所述托爪组均包括至少一个托爪块，以形成用于容纳并承托晶圆的收容空间，所述托爪块为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面和限位面，两所述托爪组内的对应所述承托面相适配，以用于承托所述晶圆，所述限位面用于限制所述晶圆水平移动，所述驱动机构用于驱动至少一所述托爪组移动，以使对应所述承托面与待收容的所述晶圆相适配，并且对应的相邻两所述限位面之间的最小距离小于所述晶圆的直径。
本发明的一个较佳实施例中，所述机械臂能够带动所述晶圆水平承托装置平移和/或旋转。
另一技术方案是：
一种晶圆水平承托装置，包括：
至少一个托爪盘，所述托爪盘上设置有两个托爪组，两所述托爪组均包括至少一个托爪块，以形成用于容纳并承托晶圆的收容空间，所述托爪块为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面和限位面，两所述托爪组内的对应所述承托面相适配，以用于承托所述晶圆，所述限位面用于限制所述晶圆水平移动；
驱动机构，所述驱动机构用于驱动至少一所述托爪组移动，以使对应所述承托面与待收容的所述晶圆相适配，并且对应的相邻两所述限位面之间的最小距离小于所述晶圆的直径。
本发明的一个较佳实施例中，所述收容空间的底面直径大于所述晶圆的直径。
本发明的一个较佳实施例中，两所述托爪组均包括一个托爪块，两所述托爪块沿所述晶圆的直径所在直线设置。
本发明的一个较佳实施例中，两所述托爪组共包括至少三个托爪块。
本发明的一个较佳实施例中，两所述托爪组均包括两个托爪块，且两所述托爪组平行设置。
本发明的一个较佳实施例中，所述承托面水平设置；或所述承托面相对水平面朝向所述托爪盘以及所述收容空间中心的方向倾斜设置。
本发明的一个较佳实施例中，所述限位面沿所述托爪块的高度方向延伸；或所述限位面沿所述托爪块的高度方向并朝向所述收容空间外部延伸。
本发明的一个较佳实施例中，所述承托面和所述限位面的连接处为与所述晶圆的圆周相适配的弧形结构。
本发明的一个较佳实施例中，所述承托面和所述限位面之间连接有抵触面，所述抵触面沿所述托爪块的高度方向延伸。
本发明的一个较佳实施例中，所述驱动机构包括驱动件、与所述驱动件连接的传动组件、与所述传动组件连接的衔接件、以及与所述衔接件连接并用于安装任一所述托爪组的安装件。
本发明的一个较佳实施例中，所述晶圆水平承托装置包括多个托爪盘；
所述驱动机构包括一所述安装件，多个所述托爪盘的对应所述托爪组均与所述安装件连接；或
所述驱动机构包括多个所述安装件，多个所述托爪盘的对应所述托爪组分别与对应所述安装件连接。
本发明的一个较佳实施例中，所述传动组件为小导程的丝杠传动组件。
本发明的一个较佳实施例中，所述驱动件为带有绝对值编码器的电机。
本发明的一个较佳实施例中，包括多个所述托爪盘，且多个所述托爪盘依次间隔层叠设置。
本发明的一个较佳实施例中，包括多个依次间隔层叠设置的托爪盘模组，所述托爪盘模组包括连接座和与所述连接座连接的多个所述托爪盘，且多个所述托爪盘沿所述连接座的高度方向依次间隔层叠设置。
本发明的一个较佳实施例中，多个所述托爪盘模组的相对高度可调，和/或同一所述托爪盘模组内的多个所述托爪盘的相对高度可调。
本发明的一个较佳实施例中，还包括：
安装座；
所述安装座内沿其高度方向设置有多个搭接块组，所述搭接块组包括两个相对设置的搭接块，所述连接座的对应侧设置有搭接耳，所述搭接耳与所述搭接块连接。
本发明的一个较佳实施例中，还包括：
传感器，所述传感器用于检测所述托爪盘上有无所述晶圆。
本发明的一个较佳实施例中，所述传感器的发射端和接收端分别设置于所述托爪盘的厚度方向的相对两侧，且所述托爪盘上对应所述传感器的检测工位设置有第一避让孔。
本发明的一个较佳实施例中，所述传感器能够相对所述收容空间滑动，以使其在水平面上的正投影位于所述收容空间内或外。
本发明的一个较佳实施例中，还包括：
规整杆，所述规整杆设置于所述托爪盘的一侧；
规整驱动机构，所述规整驱动机构用于驱动所述规整杆推动位于所述托爪盘上的所述晶圆朝向一侧移动并抵触所述晶圆。
另一技术方案是：
一种晶圆水平承托方法，采用以上任一所述的晶圆水平承托装置，并包括如下步骤：
S101承载一状态晶圆时，控制所述驱动机构驱动一所述托爪组移动，以调整一所述承托面与该状态所述晶圆相适配；
S102承载另一状态晶圆时，控制所述驱动机构驱动一所述托爪组移动，以调整另一所述承托面与该状态所述晶圆相适配；
S200控制所述晶圆水平承托装置伸入晶圆盒内并向上移动，使得对应所述晶圆落入对应所述收容空间内，并被对应所述承托面承载。
本发明的一个较佳实施例中，还包括：
S300控制所述驱动机构驱动一所述托爪组移动，以推动位于所述收容空间内的所述晶圆朝向一侧移动，并被夹持于两所述托爪组之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过机械臂本体和晶圆水平承托装置相配合，实现对水平状态晶圆平稳、高效地取放、转移；进一步地，晶圆水平承托装置通过驱动机构驱动托爪组形成多种用于容纳并承托晶圆的收容空间，进而适宜不同状态或尺寸的晶圆，并且阶梯状托爪块，实现了在同一托爪块区分承托不同状态晶圆，提高了空间利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的晶圆转移机械臂的立体示意图。
图2为本发明的晶圆水平承托装置的结构示意图；
图3为本发明的托爪块的结构示意图；
图4为实施例1的使用状态立体示意图；
图5为图4去除顶板和顶层晶圆后的部分示意图；
图6为图4的爆炸示意图；
图7为图4中托爪盘模组的示意图；
图8为图4中去除托爪盘模组后的部分示意图；
图9为本发明的实施例2的使用状态立体示意图；
图10为图9去除顶板和顶层晶圆后的部分示意图；
图11为图9中单个托爪盘和部分驱动机构的示意图；
图12为图11的侧视示意图；
图13为图11的部分结构示意图。
具体地，1、晶圆；
500、晶圆转移机械臂；510、机械臂本体；520、晶圆水平承托装置；521、托爪盘模组；5211、托爪盘；52111、第一避让孔；52112、第二避让孔；5212、连接座；52121、搭接耳；52122、n层支撑块；52123、压板；522、托爪块；5221、限位面；5222、承托面；523、驱动机构；5231、驱动件；5232、传动组件；5233、衔接件；5234、安装件；525、传感器；526、安装座；5261、支撑耳板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种晶圆转移机械臂500，包括机械臂本体510以及晶圆水平承托装置520，晶圆水平承托装置520设置于机械臂上，通过机械臂本体510带动晶圆水平承托装置520移动，包括但不限于水平平移、垂直平移、旋转中的一个或多个，进而将晶圆1在不同载具、工位之间转移。
其中，如图2所示，晶圆水平承托装置520包括驱动机构523和至少一个托爪盘5211。托爪盘5211上设置有两个托爪组，两托爪组均包括至少一个托爪块522，以形成用于容纳并承托晶圆1的收容空间。驱动机构523与至少一个托爪组连接，用于驱动一托爪组移动，以调整收容空间与待收容的晶圆相适配，且该收容空间的直径可通过驱动机构523驱动改变，从而能够实现多种收容空间，进而适宜不同状态或尺寸的晶圆1。
如图3所示，托爪块522为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面5222，两托爪组内的对应承托面5222相对托爪盘5211的高度一致，以用于承托晶圆1。
优选地，承托面5222背离托爪盘的一侧设置有限位面5221，限位面5221朝向收容空间的中心，以限制位于对应承托面5222上的晶圆1偏离。即限位面5221和承托面5222相交，承托面5222用于承载晶圆1，限位面5221用于对晶圆1周向限制防止其过度水平移动。
承托面5222可以水平设置，以平稳承托晶圆1。
或如图3所示，承托面5222相对水平面朝向托爪盘5211以及收容空间中心的方向倾斜设置。也即承托面5222优选为倾斜面，且其高侧与限位面5221相交，低侧朝向圆心。承托面5222由限位面5221朝向托爪盘5211盘面逐渐倾斜接近，相对水平设置，倾斜设置的承托面5222使得晶圆1底面与承托面5222为点接触或线接触，减小接触面防止晶圆1面损坏。优选地，晶圆1底面与承托面5222为线接触以确保承载晶圆1的稳定性，此时，限位面5221和承托面5222连接处与晶圆1的圆周相适配的弧形结构，此时，既指当承托面5222为倾斜面时，其为与晶圆1的圆周相适配的弧形面，也指限位面5221为与晶圆1的圆周相适配的弧形面。进一步地，各个托爪块522的弧形半径相同，且同心。
如图3(a)所示，限位面5221可以沿托爪块522的高度方向延伸，即垂直于水平面，从而限制晶圆1偏移。
当然，如图3(b)所示，限位面5221还可以沿托爪块522的高度方向并朝向收容空间外部延伸，从而形成类似喇叭的形状，使得限位面5221同时能够引导晶圆1滑向承托面5222，使得当晶圆1相对收容空间的中心有所偏离时，晶圆1仍能够被本装置向上托举并落入该收容空间内。此时，承托面5222和限位面5221之间连接有抵触面，抵触面沿托爪块522的高度方向延伸，即抵触面垂直于水平面，以在后续步骤中抵触限制晶圆1偏移，避免倾斜的限位面5221进一步向晶圆1移动时，推动造成晶圆1上移。
本中，托爪块522为两层阶梯结构，包括上层组和下层组，即形成两个收容空间，通过将对应的上层组或下层组内承托面5222与晶圆盒对接以取出晶圆盒内的晶圆1。具体地，一个托爪块522组能够在驱动机构523的驱动下沿托爪盘5211的盘面(即水平方向)移动以使得上层组或下层组形成适当的收容空间以容纳晶圆1。上层组和下层组既可以形成相同直径收容空间，以容纳同一尺寸晶圆1，并通过上层组和下层组分别承载处理工艺前后的晶圆1。当然，上层组和下层组也可以形成不同直径收容空间，以容纳不同尺寸晶圆1。
实施例1：
如图4至图8所示，本实施例中，本装置包括多个托爪盘5211，且多个托爪盘5211依次间隔层叠设置，从而能够一次批量承载晶圆1。一般而言，本装置设置25个托爪盘5211以对应晶圆盒内25片晶圆1，将其一次性取出。当然不限于此，本装置可以仅包括1个托爪盘5211，或多于或少于25个托爪盘5211。
一般而言，驱动机构523用于驱动一托爪组相对另一托爪组沿托爪盘5211表面平移或旋转，以形成收容空间。
更为具体地，两托爪组为同心设置的固定托爪组和移动托爪组，移动托爪组所形成的弧长大于固定托爪组所形成的弧长，从而使得后续推动晶圆1时，晶圆1受力分散，晶圆1移动更为平稳。固定托爪组固定设置于托爪盘5211上，移动托爪组与驱动机构523连接，并受其驱动朝向固定托爪组平移，以形成收容空间。
托爪块522的材质一般根据工艺需求选择，常用的有PEEK、PFA、特氟龙等，但不局限于上述的几种。
本实施例中，本装置的两托爪组均包括两个托爪块522，且两托爪组平行设置。但不限于此，两托爪组可以均包括一个托爪块522，两托爪块522沿晶圆1的直径所在直线设置；或者两托爪组共包括至少三个托爪块522。只要确保晶圆1的重心落入两组托爪组所形成的封闭图形内即可，从而确保稳定承托晶圆1。
如图6所示，本实施例中，本装置的多个托爪盘5211采用模组组装，具体地，由多个依次间隔层叠设置的托爪盘模组521组成。托爪盘模组521包括连接座5212和与连接座5212连接的多个托爪盘5211，且多个托爪盘5211沿连接座5212的高度方向依次间隔层叠设置。具体地，本实施例中设置有5个托爪盘模组521，且每个托爪盘模组521内包括5个托爪盘5211。通过模块化设置多个托爪盘5211，使得托爪盘5211装卸以及调整更为方便，更换一个托爪盘5211时，仅需将托爪盘模组521拆下，并再对应托爪盘模组521内的托爪盘5211拆下，减少拆卸次数。
可以理解的是，为了一次性批量取出晶圆1，以晶圆1位于晶圆盒内为例，多个托爪盘5211的间距与位于晶圆盒内的多个晶圆1间距相配合，以使得托爪盘5211伸入相邻晶圆1之间并托举晶圆1将其取出。更为具体地，托爪盘5211厚度和托爪块522的高度总和与相邻晶圆1的间距相适配。
优选地多个托爪盘模组521的相对高度可调，和/或同一托爪盘模组521内的多个托爪盘5211的相对高度可调，从而达到统一，便于一次性批量承载以及取放晶圆1。
具体地，本装置的内侧，也即安装座526内沿高度方向设置有多个支撑耳板5261以安装对应模组，支撑耳板5261的间距根据每组模组的高度进行调整，保证每组模组安装后，还有少量的调整空间，用于整组水平度的调整。每层支撑耳板5261上，设有固定用螺钉孔、顶丝用钢片，分别用于固定和调整每组模组。每个模组独立安装，同时可以独立进行高度及水平度等方面的调整。如果需要更换其中的一片托爪盘5211时，只需要更换包括托爪盘5211的模组即可，解决了传统托爪盘5211更换时需要逐层拆装的繁琐操作。具体安装时，如图7所示，每组模组均由n片托爪盘5211、一层支撑块、二层支撑块、三层支撑块、……、n层支撑块52122、压板52123组成。先将一片托爪盘5211安装到一层支撑块上，再将二层支撑块安装上去，调整好托爪盘5211的高度和水平度后锁紧。将第二片托爪盘5211安装到二层支撑块的上，并安装三层支撑块，调整好该层托爪盘5211的高度和水平度后锁紧。依次类推，安装剩余的托爪盘5211及支撑块。n层托爪盘5211安装好后，在其上方安装压板52123，用于紧固最后一层托爪盘5211。这样一组托爪盘5211就组装好了，此时，该组内各托爪盘5211的相对高度和水平度是一致的。按照相同的方法，组装其余各组的托爪盘5211。将一组托爪盘5211安装到立板上，让最上层支撑块或其他层支撑块对应设置的搭接耳52121与支撑耳板5261搭接，将安装孔对齐。测量该组托爪盘5211的不同位置处的高度，根据高度差，调整最上层支撑块上的顶丝，直到各点高度一致且达到要求后锁紧螺钉。此时，需要继续监测该组托爪盘5211不同位置的高度。如果高度差超出要求的范围，需要松开螺钉，继续调整相应位置的顶丝，直到锁紧后托爪盘5211各点的高度差在要求范围之内为止。这样，一组托爪盘5211安装好了。重复上述步骤，安装剩余几组的托爪盘5211。在需要更换时，只需将对应的那组托爪盘5211拆下就进行更换就可以了。更换后需要重新检测调整该组的高度，确保其水平度合格。
如图6，驱动机构523包括驱动件5231、与驱动件5231连接的传动组件5232、与传动组件5232连接的衔接件5233、以及与衔接件5233连接并用于安装任一托爪组的安装件5234。
本实施例中，驱动机构523可以包括一安装件5234，多个托爪盘5211的对应托爪组均与安装件5234连接。具体地，如图8所示，安装件5234类似于矩形框体结构，托爪组安装在安装件5234的侧边。
优选地，传动组件5232为小导程的丝杠传动组件5232，从而提高驱动的稳定性和精准度。进一步地，驱动件5231为带有绝对值编码器的电机，从而进一步提高驱动的精准度，使得托爪组的移动距离更加微小精准。
本装置还包括传感器525，传感器525用于检测托爪盘5211上有无晶圆1。具体地，传感器525的发射端和接收端分别设置于托爪盘5211的厚度方向的相对两侧，且托爪盘5211上对应传感器525的检测工位设置有第一避让孔52111。进一步地，传感器525能够相对收容空间滑动，以使其在水平面上的正投影位于收容空间内或外。
实施例2：
在上述实施例的基础上，本实施例的区别在于托爪盘5211的安装方式以及托爪组与安装件5234的结构、安装方式不同等。
如图9至图12所示，驱动机构523包括多个安装件5234，多个托爪盘5211的对应托爪组分别与对应安装件5234连接，即安装时采用一层托爪盘5211一层安装件5234的交替层叠安装方式。
如图11和图12所示，为节省空间，安装件5234的尾部穿过托爪盘5211以与下方的安装件5234连接，托爪盘5211的对应位置设置有第二避让孔52112，以供安装件5234穿过，且在第二避让孔52112内移动，以带动托爪组移动。
优选地，如图13所示，以最底层承托面5222承托晶圆1为例，为确保取到晶圆1，优选地，收容空间的底面直径，即最底层承托面5222的边缘形成的最大圆周a的直径，该直径大于晶圆1的直径。驱动机构523驱动以使两托爪组内的对应承托面5222所形成的空心圆的直径，即最底层承托面5222的边缘形成的最小圆周b的直径，该直径小于晶圆1的直径。通过这两个尺寸的配合使得晶圆1即使在原载具中水平偏移，本装置同样能够取到晶圆1，并且晶圆1不会掉落。
本实施例中，托爪盘5211上设置有四个呈一等腰梯形排布的托爪块522，四个托爪块522位于同一平面上，且弧度相同，并且满足：
Figure BDA0003267261740000161
其中，D为收容空间的直径，d为待收容晶圆1的直径，x1为收容空间在直径上的容错距离，x2为晶圆1在原载具中的水平偏移距离，w1为承托面5222在水平面上正投影的宽度，w2为限位面5221在水平面上正投影的宽度。通过对托爪块522以及其形成的收容空间的尺寸的限制，确保晶圆1能够落入收容空间内，且不会由收容空间下落。
进一步地，x2≤x1≤1.5x2，从而使得收容空间尺寸较为合适，避免晶圆水平承托装置520体积过大，同时避免后续托爪组推动晶圆1移动距离过长，造成晶圆1在承托面5222上的过度摩擦而损坏。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上，本装置还包括规整杆和规整驱动机构。规整杆设置于托爪盘5211的一侧，规整驱动机构用于驱动规整杆推动位于托爪盘5211上的晶圆1朝向一侧移动并抵触晶圆1，从而使得本装置承托的多片晶圆1达到同轴整齐，提高后续工艺操作效率；且通过抵触晶圆1提高对其限制，避免在晶圆1在本装置移动过程中甩出，造成破损，相对的，也提高了本装置的移动速度，从而提高晶圆1转移速率。
当然，本实施例中采用另外设置规整杆以及规整驱动机构达到规整、限制晶圆1的目的，但由于本装置的托爪组本身可以移动，因此，还可以在托爪组承托晶圆1后，通过驱动机构523再次驱动托爪组进一步向圆心移动，从而抵触晶圆1，达到规整以及限制的目的，并且能够精简结构。
为了确保晶圆1不脱离收容空间，同一收容空间内的相邻两个限位面5221的最小距离优选小于晶圆1的直径。
一种晶圆水平承托方法，采用以上任一的晶圆水平承托装置520，并包括如下步骤：
S101承载一状态晶圆1时，控制驱动机构523驱动一托爪组移动，以调整一承托面5222与该状态晶圆1相适配，即通过对应承托面5222形成用于容纳并承托晶圆1的第一收容空间；
S102承载另一状态晶圆1时，控制驱动机构523驱动一托爪组移动，以调整另一承托面5222与该状态晶圆1相适配，即通过另一对应承托面5222形成用于容纳并承托晶圆1的第二收容空间；
S200控制晶圆水平承托装置520伸入晶圆盒内并向上移动，使得对应晶圆1落入对应收容空间内，并被对应承托面5222承载。
S300控制驱动机构523驱动一托爪组移动，以推动位于收容空间内的晶圆1朝向一侧移动，并被夹持于两托爪组之间。
综上，本发明通过机械臂本体和晶圆水平承托装置相配合，实现对水平状态晶圆平稳、高效地取放、转移；进一步地，晶圆水平承托装置通过驱动机构驱动托爪组形成多种用于容纳并承托晶圆的收容空间，进而适宜不同状态或尺寸的晶圆，并且阶梯状托爪块，实现了在同一托爪块区分承托不同状态晶圆，提高了空间利用率。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (25)

1.一种晶圆转移机械臂，其特征在于，包括：
机械臂本体；以及
设置于所述机械臂上的晶圆水平承托装置，所述晶圆水平承托装置包括驱动机构和至少一个托爪盘，所述托爪盘上设置有两个托爪组，两所述托爪组均包括至少一个托爪块，以形成用于容纳并承托晶圆的收容空间，所述托爪块为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面和限位面，两所述托爪组内的对应所述承托面相适配，以用于承托所述晶圆，所述限位面用于限制所述晶圆水平移动，所述驱动机构用于驱动至少一所述托爪组移动，以使对应所述承托面与待收容的所述晶圆相适配，并且对应的相邻两所述限位面之间的最小距离小于所述晶圆的直径。
2.根据权利要求1所述的晶圆转移机械臂，其特征在于，所述机械臂能够带动所述晶圆水平承托装置平移和/或旋转。
3.一种晶圆水平承托装置，其特征在于，包括：
至少一个托爪盘，所述托爪盘上设置有两个托爪组，两所述托爪组均包括至少一个托爪块，以形成用于容纳并承托晶圆的收容空间，所述托爪块为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面和限位面，两所述托爪组内的对应所述承托面相适配，以用于承托所述晶圆，所述限位面用于限制所述晶圆水平移动；
驱动机构，所述驱动机构用于驱动至少一所述托爪组移动，以使对应所述承托面与待收容的所述晶圆相适配，并且对应的相邻两所述限位面之间的最小距离小于所述晶圆的直径。
4.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述收容空间的底面直径大于所述晶圆的直径。
5.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，两所述托爪组均包括一个托爪块，两所述托爪块沿所述晶圆的直径所在直线设置。
6.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，两所述托爪组共包括至少三个托爪块。
7.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，两所述托爪组均包括两个托爪块，且两所述托爪组平行设置。
8.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述承托面水平设置；或所述承托面相对水平面朝向所述托爪盘以及所述收容空间中心的方向倾斜设置。
9.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述限位面沿所述托爪块的高度方向延伸；或所述限位面沿所述托爪块的高度方向并朝向所述收容空间外部延伸。
10.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述承托面和所述限位面的连接处为与所述晶圆的圆周相适配的弧形结构。
11.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述承托面和所述限位面之间连接有抵触面，所述抵触面沿所述托爪块的高度方向延伸。
12.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动件、与所述驱动件连接的传动组件、与所述传动组件连接的衔接件、以及与所述衔接件连接并用于安装任一所述托爪组的安装件。
13.根据权利要求12所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述晶圆水平承托装置包括多个托爪盘；
所述驱动机构包括一所述安装件，多个所述托爪盘的对应所述托爪组均与所述安装件连接；或
所述驱动机构包括多个所述安装件，多个所述托爪盘的对应所述托爪组分别与对应所述安装件连接。
14.根据权利要求12所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述传动组件为小导程的丝杠传动组件。
15.根据权利要求14所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述驱动件为带有绝对值编码器的电机。
16.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，包括多个所述托爪盘，且多个所述托爪盘依次间隔层叠设置。
17.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，包括多个依次间隔层叠设置的托爪盘模组，所述托爪盘模组包括连接座和与所述连接座连接的多个所述托爪盘，且多个所述托爪盘沿所述连接座的高度方向依次间隔层叠设置。
18.根据权利要求17所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，多个所述托爪盘模组的相对高度可调，和/或同一所述托爪盘模组内的多个所述托爪盘的相对高度可调。
19.根据权利要求17所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，还包括：
安装座；
所述安装座内沿其高度方向设置有多个搭接块组，所述搭接块组包括两个相对设置的搭接块，所述连接座的对应侧设置有搭接耳，所述搭接耳与所述搭接块连接。
20.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，还包括：
传感器，所述传感器用于检测所述托爪盘上有无所述晶圆。
21.根据权利要求20所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述传感器的发射端和接收端分别设置于所述托爪盘的厚度方向的相对两侧，且所述托爪盘上对应所述传感器的检测工位设置有第一避让孔。
22.根据权利要求21所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，所述传感器能够相对所述收容空间滑动，以使其在水平面上的正投影位于所述收容空间内或外。
23.根据权利要求3所述的晶圆水平承托装置，其特征在于，还包括：
规整杆，所述规整杆设置于所述托爪盘的一侧；
规整驱动机构，所述规整驱动机构用于驱动所述规整杆推动位于所述托爪盘上的所述晶圆朝向一侧移动并抵触所述晶圆。
24.一种晶圆水平承托方法，其特征在于，采用如权利要求3-23任一所述的晶圆水平承托装置，并包括如下步骤：
S101承载一状态晶圆时，控制所述驱动机构驱动一所述托爪组移动，以调整一所述承托面与该状态所述晶圆相适配；
S102承载另一状态晶圆时，控制所述驱动机构驱动一所述托爪组移动，以调整另一所述承托面与该状态所述晶圆相适配；
S200控制所述晶圆水平承托装置伸入晶圆盒内并向上移动，使得对应所述晶圆落入对应所述收容空间内，并被对应所述承托面承载。
25.根据权利要求24所述的晶圆水平承托方法，其特征在于，还包括：
S300控制所述驱动机构驱动一所述托爪组移动，以推动位于所述收容空间内的所述晶圆朝向一侧移动，并被夹持于两所述托爪组之间。
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